x87 相对于 SSE 的优势

Question

我知道 x87 具有更高的内部精度，这可能是人们看到的它与 SSE 操作之间最大的区别。但我想知道，使用 x87 还有其他好处吗？我有打字的习惯 -mfpmath=sse 在任何项目中都会自动执行，我想知道我是否错过了 x87 FPU 提供的其他功能。

Answer 1

对于手写asm，x87有一些SSE指令集中不存在的指令。

在我的脑海里，都是三角函数，比如 fsin、fcos、fatan、fatan2 和一些指数/对数的东西。

和 gcc -O3 -ffast-math -mfpmath=387, GCC9 将要 实际上仍然是内联的 sin(x) 作为 fsin 指令，无论 libm 中的实现使用什么。（https://godbolt.org/z/Euc5gp).

MSVC 调用 __libm_sse2_sin_precise 编译 32 位 x86 时。

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如果您的代码大部分时间都花在三角函数上，那么如果您使用 x87，您可能会看到轻微的性能增益或损失，具体取决于使用 SSE1/SSE2 的标准数学库实现比慢速微代码更快还是更慢 fsin 无论您使用什么CPU。

CPU 供应商并没有投入大量精力来优化最新一代 CPU 中 x87 指令的微代码，因为它通常被认为已过时且很少使用。（查看复杂 x87 指令的 uop 计数和吞吐量 Agner Fog 的说明书 在最近几代 CPU 中：比旧 CPU 更多的周期）。CPU 越新，x87 计算 log、exp、pow 或 trig 函数的速度就越有可能比许多 SSE 或 AVX 指令慢。

即使 x87 可用，也不是所有数学库都选择使用复杂指令，例如 fsin 用于实现类似的功能 sin(), ，或者特别是 exp/log，其中用于操作基于日志的 FP 位模式的整数技巧非常有用。

一些 DSP 算法使用大量三角函数，但通常有利于 很多 来自 SIMD 数学库的自动矢量化。

然而，对于数学代码，您大部分时间都花在做加法、乘法等上。SSE 通常更快。

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还相关： Intel 将误差范围低估了 1.3 quintillion - 最坏的情况 fsin （灾难性取消 fsin 输入非常接近 圆周率） 很糟糕。软件可以做得更好，但只能使用缓慢的扩展精度技术。

Answer 2

1. 它现在真的很旧的机器。

EOF

Answer 3

FPU的指令比SSE指令较小，因此它们是理想的demoscene东西

Answer 4

• 有相当多的遗产以及小系统的兼容性x87:SSE是一个相对较新的处理器的功能。如果你的代码被上运行的一个嵌入的微控制器，有一个很好的机会，它不会支持上证的说明。

• 甚至系统的其中没有一个FPU安装将经常提供80x87仿真程序，这将使代码透明地运行(或多或更少)。我不知道任何证的仿真器—肯定我的一个系统没有任何,所以最新的Photoshop元的版本拒绝运行。

• 该80x87说明具有良好并行运作的特点，它已经彻底探讨和分析，因为其引于1982年。各种克隆的x86可能摊上一个证的说明。

Answer 5

和float之间double转换是用的x87（通常是免费的）比具有SSE更快。用的x87，可以加载和float，double或long double存储或从寄存器堆，它被转换成或从扩展精度而无需额外成本。与SSE，需要额外的指令来执行类型转换如果类型是混合的，因为寄存器包含float或double值。这些转换指令是相当快的，但这样做需要额外的时间。

在实际的解决方法是从混合float和double过度，不使用的x87，当然不要。